某飛機翼面舵機維護方法的研究

黃大鵬 張曉光

摘 要：隨著飛機飛行控制系統的不斷發展，電傳操縱系統逐漸由模擬式向數字式轉變，直接驅動閥（DDV）作動器憑借其尺寸小、重量輕、可靠性高等諸多優點，逐漸替代電液伺服閥（EHV）式作動器，應用于國內先進戰機。某型飛機翼面作動機構采用DDV舵機，在日常機務維護過程中，多次出現舵機漏油的情況。本文從DDV舵機工作原理與特性入手，通過分析舵機漏油故障原因，從硬件和軟件方面提出一種DDV舵機機務維護方法。

關鍵詞：DDV;飛行控制系統;機務維護

1 緒論

飛機控制系統是涉及飛行安全和飛行品質的關鍵系統，近年來飛機廣泛采用電傳飛行控制系統，以解決傳統的機械操縱傳動系統重量大、傳動滯后、操縱品質差等缺點。數字式電傳飛行控制系統的發展為直接驅動閥（DDV）作動器替代傳統的電液伺服閥（EHV）式作動器提供了系統平臺基礎，易于實現全系統的數字化控制和余度管理。憑借其可靠性高、抗污染能力強、尺寸小等優點，DDV作動器廣泛應用于F-18、F-22、B2等國外先進戰機的作動系統中。某型飛機翼面采用DDV作動器，在機務日常維護過程中，多次出現舵機漏油甚至損壞的情況，由于舵機更換困難，檢查項目繁多，維修起來更延誤科研生產周期，迫切需要找出故障發生的原因以及舵機維護的正確方法。

2 直接驅動閥結構與特點

直接驅動閥由直線力馬達、滑閥功率級、對中彈簧、位移傳感器和伺服控制器等組成[1]。伺服控制器接收控制律輸出指令，轉化成控制信號傳遞到直線力馬達上，直線位移力馬達驅動閥芯產生相應的位移量，位移傳感器形成位置反饋閉環控制，最終實現閥芯位移量與控制律指令成正比。

3 某飛機翼面舵機故障分析

通過研究飛機舵機工作原理以及與飛機其他系統的交聯關系，結合已有幾次案例分析舵機發生故障的原因。舵機漏油甚至損壞的情況頻發，通過測量舵機各輸入信號，控制電壓均在正常范圍內，排除機上線路原因。經分析漏油主要原因有兩個方面：

首先，從DDV舵機特點方面分析，DDV舵機采用直接驅動式液壓伺服閥，其控制分流閥的電機驅動電流較EHV舵機較大，長時間加載較大電流易造成線圈溫度過高，形成膠圈老化，造成舵機漏油，甚至造成舵機燒壞。

其次，從DDV舵機應用實際方面分析，由于飛機在調試維護過程中經常需要在無液壓源的情況下通電，舵機在無液壓通電情況下控制指令持續輸出而未能接收到位移量反饋，系統不能構成閉環，導致舵機線圈長時間電流過大，舵機溫度過高，密封膠圈老化進而影響其密封性。

4 解決方案

4.1 制造專用工裝

通過制作專用工裝，在前起落架處于任何狀態的情況下給出承載信號，可以保證不論是否具有液壓源，均能實現翼面舵機在短時間內通電工作。考慮到飛機電傳系統余度設置和故障監測，轉換裝置需將電傳控制系統四個通道同時切換，具體對應關系如右表所示。

4.2 規范工藝文件

為了從操作層面杜絕類似故障的發生，需要進一步完善操作規程，在規程的電傳控制系統檢查調試準備工作中，加入了注意事項“在機輪非承載狀態下，電傳系統無液壓通電時間不得大于5分鐘，否則可能導致翼面舵機損壞”，從操作角度守住最后一道防線。

4.3 開展機務培訓

在規范工藝文件的基礎上，開展針對翼面舵機漏油故障的專題機務培訓，培訓內容從故障產生的原理、解決措施、預防方案等進行了詳細的講解，也進一步加強了機務人員的質量第一的工作理念。

4.4 設計升級軟件

經與設計部門溝通并現場分析，設計部門決定進行軟件升級，增加了飛行控制計算機判別條件，當飛機在無液壓源情況下上電時間超過一定時限即切斷計算機輸出翼面的控制信號，避免無液壓情況下翼面DDV舵機長時間加載較大的驅動電流，在設計層面避免了故障的發生。

5 試驗驗證

通過制造專用工裝、規范工藝文件、機務培訓等三個方面對飛機翼面舵機維護方法進行了改進，解決了舵機漏油故障問題。隨著設計軟件更改完善，進一步杜絕舵機漏油問題的發生。

6 結語

飛機電傳控制系統交聯影響廣泛、成品結構復雜，排故難度較大。通過對此故障問題細化分解，不僅解決了影響科研生產進度的關鍵問題，也為公司節省成品返修、故障維護等運營成本。同時，隨著DDV舵機在飛機平臺的廣泛應用，此項研究也為該類伺服閥舵機在后續機型的設計與維護工作提供了參考和借鑒。

參考文獻：

[1]夏立群.直接驅動閥式伺服作動器研究[J].西北工業大學學報，2006，（3）.